Câu hỏi
Cho hình lăng trụ tam giác đều \(ABC.A'B'C'\) có cạnh đáy bằng a, cạnh bên \(AA' = \dfrac{{2a}}{3}\). Thể tích của khối cầu ngoại tiếp hình lăng trụ \(ABC.A'B'C'\)là
- A \(\dfrac{{4\pi {a^3}}}{{81}}\).
- B \(\dfrac{{32\pi {a^3}}}{{81}}\).
- C \(\dfrac{{8\pi {a^3}}}{{81}}\).
- D \(\dfrac{{\pi {a^3}}}{{81}}\).
Phương pháp giải:
Thể tích khối cầu bán kính r là: \(V = \dfrac{4}{3}\pi {r^3}\).
Lời giải chi tiết:
Gọi O, O’ lần lượt là tâm của 2 tam giác ABC và A’B’C’; I là trung điểm của OO’.
\( \Rightarrow IA = IB = IC = IA' = IB' = IC'\) \( \Rightarrow I\) là tâm mặt cầu ngoại tiếp khối lăng trụ \(ABC.A'B'C'\).
\(\Delta ABC\) đều cạnh a \( \Rightarrow OA = \dfrac{2}{3}.\dfrac{{a\sqrt 3 }}{2} = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{3}\)
I là trung điểm của OO’ \( \Rightarrow OI = \dfrac{{OO'}}{2} = \dfrac{{\dfrac{{2a}}{3}}}{2} = \dfrac{a}{3}\)
\(\Delta AOI\) vuông tại O \( \Rightarrow AI = \sqrt {A{O^2} + O{I^2}} = \sqrt {\dfrac{{{a^2}}}{3} + \dfrac{{{a^2}}}{9}} = \dfrac{2}{3}a \Rightarrow \)Bán kính khối cầu là: \(r = \dfrac{2}{3}a\)
Thể tích khối cầu ngoại tiếp hình lăng trụ \(ABC.A'B'C'\)là: \(V = \dfrac{4}{3}\pi {r^3} = \dfrac{4}{3}\pi {\left( {\dfrac{2}{3}a} \right)^3} = \dfrac{{32\pi {a^3}}}{{81}}\).
Chọn: B